II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

3.4. Deneysel Sonuçlar
219
Deneyler sonucunda toplanan nötron datasından sonuç çıkarabilmek için dataların
işlenmesi gerekmektedir. Deneyler nükleer reaktörde yapıldığından ortamda bulunan
radyasyon da detektör tarafından tutulmakta ve alınan nötron datasında parazite
sebep olmaktadır. Ortam kirliliğinin önüne geçebilmek için ortam radyasyonu alınmakta
ve sistem kalibre edilmektedir.
Deneylerin yapıldığı PEM elektrolizör hücrelerinde çeşitli (alüöimyum, titanyum,
polimer vb) malzemeler kullanılmakta ve her bir malzemenin nötronlar ile etkileşmesi
farklı oranda olmaktadır. Her ne kadar hücre bileşenlerinde kullanılan metaller
bu durum gözönüne alınarak seçildiyse de, kullanılan malzemeler az da olsa nötronlarla
etkileşmektedir. Elde edilen nötron datalarında sadece suyun görüntülenebilmesi
için hücrenin tamamen kuru datası alınmakta, hücre çalışırken elde edilen
datalar kuru datadan çıkartılarak sadece su ve gazların bulunduğu datalar elde edilebilmektedir.
Şekil 7.a’da dairesel PEM elektrolizör hücresinin kuru durumunda
alınmış nötron datası görülmektedir. Deney esnasında kaydedilen nötron datası
siyah-beyaz olmakta (Şekil 7.a) ve su miktarı bu datalardan elde edilememektedir.
Belirli bir konumdaki su miktarının derinlik (veya kalınlık) verilmesi için bilgisayar
ortamında görüntü işleme yapılmaktadır. Görüntünün daha anlaşılır olabilmesi için
de renklendirilerek resim formatında kaydedilmektedir. Renklendirme yapılırken
suyun kalınlığına göre skala oluşturulmakta ve renklere karşılık gelen kalınlıklar
hesaplanmaktadır. Böylece su ve gaz dağılımının 3 boyutlu görüntüsü resim formatında
kaydedilmektedir (Şekil 7.b). Bazı durumlarda da nötron datasındaki parazit
fazla olabilmektedir. İncelenecek zaman aralığının daha net görüntüsünün elde
edilebilmesi için datalar birleştirilebilmektedir (Şekil 7.c).
Nötron görüntüleme deneyleri 25 cm 2 köşeli ve 50 cm 2 dairesel dizayn olmak üzere
iki farklı hücrede 25 ve 40 o C sıcaklık, 0,1 ve 0,5 A/cm 2 akım yoğunluğu, 175
ml/dk ve 300 ml/dk su debisi gibi farklı çalışma şartlarında gerçekleştirilmiştir.
Şekil 8’de 25 o C ve 40 o C’de dairesel hücre ile yapılan deneylerden elde edilen
dataların karşılaştırılması verilmiştir. Her iki sıcaklıkta da ilk saniyelerde hücre,
karasız durumda çalışmakta ve su-gaz fazlarının etkileşmesi, su ve gaz fazlarının
izlediği yollar değişmektedir. Ancak 300 saniyeden sonra hücre her iki durumda da
kararlı bir şekilde çalışmakta ve bu zamandan sonra hücredeki su-gaz fazlarının
aktif alan üzerindeki konumları çok fazla değişmemektedir.
Sıcaklık karşılaştırmasının yapıldığı deney datasından da görülebildiği gibi 25 o C’de
su hücre içerisinde daha fazla yer kaplamasına rağmen 40 o C’de su biraz daha az
yer kaplamaktadır. Suyun hücre içerisinde daha az yer kaplamasının sebepleri arasında,
sıcaklık ile gaz fazının (genel gaz kanununa göre) daha fazla hacme sahip
olması ve suyun 25 o C’ye göre daha fazla buhar fazında bulunması olduğu düşünülmektedir.